嵌入式系统——实验3——2

实验一：基于ADS的C语言程序实验

一、实验环境

PC机一台

ADS 1.2集成开发环境一套

二、实验目的

通过实验了解使用ADS 1.2编写C语言程序，并进行调试。

三、实验内容

在C语言的环境内开发应用程序，一般需要一个汇编的启动程序，从汇编的启动程序，跳到C语言下的主程序，然后，执行C程序,具体的编程规则同标准C语言。

编写一个汇编程序文件Startup.s和一个C程序文件Test.c。汇编程序的功能是初始化堆栈指针和初始化C程序的运行环境，然后调跳转到C程序运行，这就是一个简单的启动程序。C程序使用加法运算来计算1+2+3+...+(N-1)+N的值(N>0)。

四、实验预习要求

(1)仔细阅读《ARM嵌入式系统》中第3和4章ARM指令系统的内容。

(2)仔细阅读文档《ADS集成开发环境及仿真器应用》或其他相关资料，了解ADS工程编辑和AXD调试的内容。(本实验使用软件仿真)

五、实验步骤

（1）启动ADS 1.2，使用ARM Executable Image工程模板建立一个工程ProgramC。

（2）建立源文件Startup.s和Test.c，编写实验程序，然后添加到工程中。

（3）设置工程链接地址RO Base为0x40003f00，RW Base为0x40300000。设置调试入口地址Image entry point为Ox40003f00。

（4）设置位于开始位置的起始代码段，如图1-1,1-2所示。

在Layout栏中，如图1-1，在Place at beginning of image框内，需要填写项目的入口程序的目标文件名，如，整个工程项目的入口程序是Startup.s，那么应在Object/Symbol处填写其目标文件名Startup.o，在Section处填写程序入口的起始段标号Start。它的作用是通知编译器，整个项目的开始运行，是从该段开始的。

图1-1设置位于开始位置的起始代码段(1)

图1-2 设置位于开始位置的起始代码段(2)

（5）编译链接工程，选择Project—Debug，启动AXD进行软件仿真调试。

（6）在Startup.s的“B Main”处设置断点，然后全速动行程序。

（7）程序在断点处停止。单步运行程序，判断程序是否跳转到C程序中运行。

（8）诜择Processor views—variables打开变量观察窗口，观察全局变量的值，然后单

步／全速运行程序，判断程序的运算结果是否正确。如图1-3所示。

图1-3 ARM实验3的运行观察结果

六、思考题

（1）在实验参考程序中，Startup.s文件的作用是什么?如果没有Startup.s文件，C程序运行会出错吗?

（2）实验程序中的Main()函数名是否可以更改为其他名字？(提示：Main只是一个标号。)

七、参考程序

;startup file

IMPORT |Image$$RO$$Limit|

IMPORT |Image$$RW$$Base|

IMPORT |Image$$ZI$$Base|

IMPORT |Image$$ZI$$Limit|

IMPORT MAIN ;declare the main() in the C Prog

AREA Start,CODE,READONLY

ENTRY

CODE32

Reset

LDR SP,=0x50003f00

;initial the C case

LDR R0,=|Image$$RO$$Limit|

LDR R1,=|Image$$RW$$Base|

LDR R3,=|Image$$ZI$$Base|

CMP R0,R1

BEQ LOOP1

LOOP0

CMP R1,R3

LDRCC R2,[R0],#4

STRCC R2,[R1],#4

BCC LOOP0

LOOP1

LDR R1,=|Image$$ZI$$Limit|

MOV R2,#0

LOOP2

CMP R3,R1

STRCC R2,[R3],#4

BCC LOOP2

B MAIN

END

// main file

#define uint8 unsigned char

#define uint32 unsigned int

#define N 100

uint32 sum;

void MAIN(void)

{

uint32 i;

sum = 0;

for(i = 0;i <= 100;i++)

sum += i;

while(1);

}

实验二：C语言调用汇编程序实验

一、实验环境

PC机一台

ADS 1.2集成开发环境一套

二、实验目的

掌握在C语言程序中调用汇编程序，了解ATPCS的基本规则。

三、实验内容

在C程序调用汇编子程序，实现两个整数的加法运算。汇编子程序的原型为：

uint32 Add(uint32 x, uint32 y)

其中uint32已定义为unsigned int。

四、实验预习要求

(1)仔细阅读ARM公司的ATPCS的相关文档。例如ATPCS.PDF。

(2)仔细阅读产品配套光盘附带文档《ADS集成开发环境及仿真器应用》或其他相关资料，了解ADS工程编辑和AXD调试的内容。(本实验使用软件仿真。)

五、实验步骤

（1）启动ADS 1.2，使用ARM Executable Image工程模板建立一个工程ProgramCl。

（2）建立源文件Startup.s、Add.s和Test.c，编写实验程序，然后添加到工程中。

（3）设置工程链接地址RO Base为0x40003f00，RW Base为0x40300000。设置调试入口地址Image entry point为Ox40003f00。

（4）设置工程链接选项，位于开始位置的起始代码段设置为Startup.o的Start段。

图2-1 设置开始位置的起始代码段

（5）编译链接工程，选择Projec t→Debug，启动AXD进行软件仿真调试。

（6）在Test.c文件中调用Add()的代码处设置断点，然后全速运行程序。

（7）程序在断点处停止。使用Setp In单步运行程序，观察程序是否转到汇编程序Add．s。

（8）选择Processor Views→Variables打开变量观察窗口．观察全局变量的值，然后单步／全速运行程序，判断程序的运算结果是否正确。如图2-2所示。

图2-2 ARM实验4的运行观察结果

六、思考题

在实验参考程序中，如何以指针形式传递参数？(即设计“uint32 Add(uint32 *x，uint32 *y)”函数。)

;Add.s

EXPORT Add

AREA Addc,CODE,READONLY

ENTRY

CODE32

Add

LDR R5,[R0]

LDR R6,[R1]

ADD R0,R5,R6

MOV PC,LR

END

//Test.c

#define uint8 unsigned char

#define uint32 unsigned int

extern uint32 Add(uint32 *x,uint32 *y);

uint32 sum;

void MAIN(void)

{

uint32 a=5,b=6;

sum = Add(&a,&b);

while(1);

}

七、参考程序

startup.s 文件程序见实验3

//Test.c

#define uint8 unsigned char

#define uint32 unsigned int

extern uint32 Add(uint32 x,uint32 y);

uint32 sum;

void Main(void)

{

sum = Add(5,4);

while(1);

}

;Add.s

EXPORT Add

AREA Addc,CODE,READONL Y

ENTRY

CODE32

Add

ADD R0,R0,R1

MOV PC,LR

END

源代码组织见图

源代码组织图

八．回答问题

下面是一个由源程序strtest.c和scopy.s组成的混合程序项目，通过调用strcopy完成字符串复制，程序代码如下。要求阅读程序，在程序中的注释符后，说明该句程序的作用，并说明extern和EXPORT伪指令的在程序中的作用。（8分）

strtest.c

#include

extern void strcopy(char *d, const char *s);

int main()

{ const char *srcstr = "First string - source";

char dststr[] = "Second string - destination";

printf("Before copying:\n");

printf(" '%s'\n '%s'\n",srcstr,dststr); //输出源串和目标串 strcopy(dststr,srcstr); //调用strcopy函数

printf("After copying:\n");

printf(" '%s'\n '%s'\n",srcstr,dststr);//输出复制后的源串和目标串

return 0;

}

scopy.s

AREA SCopy, CODE, READONLY

EXPORT strcopy

strcopy

LDRB r2, [r1],#1 ； r1指向源串，从源串载入一个字节的字符到r2,并更新r1=r1+1

STRB r2, [r0],#1 ；r0指向目标串，从r2保存一个字节的字符到目标串,并更新r0=r0+1

CMP r2, #0 ；测试串尾标志\0

BNE strcopy ；非零转标号strcopy

MOV pc,lr ；返回

END